是直到运行时才创建的方法的虚拟方法吗？答案

【问题标题】：Are virtual methods for methods that are not created until runtime?是直到运行时才创建的方法的虚拟方法吗？
【发布时间】：2024-03-08 21:05:02
【问题描述】：

我在理解 C++ 中虚拟方法的用途时遇到了一些麻烦。如果方法的对象不是在编译时创建的，方法是否必须是虚拟的？例如，如果您必须在运行时选择一只农场动物，那么该动物的所有方法都需要是虚拟的，因为在用户选择之前您不知道它是否会被创建。如果我错了，请纠正我。

【问题讨论】：

为什么这个标签是“C”？ C++ 没有“方法”；它们被称为“成员函数”。成员函数没有“它的对象”。一本好书可能是学习 C++ 的良好开端。
您不能在运行时创建方法（即在 C++ 中），也不能在运行时创建对象（除了一些包含模板实例或类似的“对象”的奇异定义)。
@delnan：如果new MyClass(); 在运行时不创建对象，它会做什么？模板不在运行时实例化，它们基本上是编译时代码生成器。
@Kleist：是的，当然。我这边的一个错字，我的意思是写“编译时” - 我指的是：“如果它的对象不是在编译时创建的，方法是否必须是虚拟的？”

标签： c++ methods runtime virtual

【解决方案1】：

不，这完全不正确。如果需要根据对象的 type 选择方法并且 type 在编译时未知，则该方法必须是虚拟的。如果您的代码如下所示：

Animal *x;
if(y==2)
{
    x = new Animal();
    x->DoSomething();
}

编译器在运行时知道x 的类型是“动物”。所以它知道要调用哪个版本的“DoSomething”。但是看看这段代码：

Animal *x;
if(y==1) x=new Zebra();
else if (y==2) x=GetSomeAnimal();
else x=new Giraffe();
x->DoSomething();

这里，x 的类型在编译时是未知的。它可以是斑马，也可以是长颈鹿，也可以是GetSomeAnimal 函数返回的任何类型的动物。没有办法知道DoSomething 的调用是否应该调用Zebra::DoSomething、Giraffe::DoSomething 或其他东西。所以Animal::DoSomething 需要是虚拟的。

为了表明它与将要创建的内容无关，请考虑一下：

void MyFunction(Animal &x)
{
    x.DoSomething();
}

void MyOtherFunction(int x)
{
   Giraffe g;
   Zebra z;
   if(x==2) MyFunction(g);
      else MyFunction(f);
}

这里非常清楚将创建一个Giraffe 和一个Zebra。但是如果Animal::DoSomething 不是虚拟的，MyFunction 将两次调用Animal::DoSomething，而不是 Giraffe 上的 Giraffe::DoSomething 和 Zebra 上的 Zebra::DoSomething。（当然，如果这是您想要的，请不要将方法设为虚拟。）

【讨论】：

严格来说，x->DoSomething() 是一个虚拟调用，即使x 始终属于同一类型并且在编译时可以证明这一点。编译器可能会对其进行优化，但在向初学者解释这个概念时这并不重要。
我认为我的信息不清楚，我并不是说是否会创建动物，而是是否会创建子动物之一。而不是 -> 在处理指向对象的指针时使用？
@delnan 我不确定你到底想说什么。我们正在讨论该方法是否必须是虚拟的。在第一种情况下，该方法不必是虚拟的。第二种情况，如果不是虚拟的，坏的事情就会发生。（假设意图是调用DoSomething 的特定类型版本。）
@SaxSalute 在这种情况下，x 是指向 Animal 的指针。引用也会发生同样的事情。问题不在于创建的内容，而在于x 可能指向的内容。在编译时，无法知道 x 在运行时将指向哪种类型的 Animal，并且相同的代码可能一次指向一种动物，而另一次指向另一种动物。
@DavidSchwartz 如果第一个示例是针对非virtual DoSomething，那么您的回答更有意义。我根本没有考虑过这一点，因为（1）在这样的 sn-p 中拥有指针不会有任何其他好处，并且（2）您对 sn-ps 的解释是关于运行时类型的。请原谅我的困惑。

【解决方案2】：

了解虚拟方法的用途here。我还建议你看看"Object Oriented Programming in ANSI C" book。

【讨论】：

【解决方案3】：

嗯，virtual 是 C++ 内置的东西，用于支持 OOD's 多态性（特别是 run-time or dynamic 多态性）。

当您希望同一类型的不同对象 (Animal) 表现不同时（getProduceName() 返回“猪肉”或“牛肉”或“鸡蛋”或...），具体取决于上下文（Animal 是否实际上是Pig 或 Cow 或 Chicken 或 ...）您使该行为/功能 virtual。

通常，一个好的 OOD 应该有很好的接口/实现分离。这在 C++ 中是使用继承以及abstract 类/方法来实现的。

所以实际上，当您制作getProduceName() 多态/virtual 时，您实际上是在尝试从不同的实现（Pig 或Cow 或Chicken 或...）中提取接口（@987654334@）保护您的客户端代码免受不同实现的影响。这样，如果你必须支持一个新的实现，你不必更改客户端代码，只要它遵循接口Animal。

那么回答这个问题： 如果一个方法的对象不是在编译时创建的，它是否必须是虚拟的？

方法是否是虚拟的不取决于对象的创建时间（编译/运行时）。这取决于您希望如何设计您的应用程序。制作函数virtual 可以帮助您从不同的实现中提取接口。如果某个函数 (getOwnerName()) 在所有实现类 ({return ownerName;}) 中具有相同的实现，则不需要将其设为虚拟。

PS：恕我直言，多态性是良好 OOD 的副产品，您不会设计自己的类来实现“运行时多态性”，然后当您拥有良好的 OO 设计时就会表现出运行时多态性。

【讨论】：

【解决方案4】：

虚函数的更大用途之一是允许旧代码调用新代码。

考虑一下。函数将 Car 对象作为参数。假设它执行 test_drive()、refuel()、calculate_ability()、getStoppingDistance() 等操作。所有这些方法都取决于您传入的汽车类型。

但是每年都有新车问世。现在，在现实世界中，我们只需导入一个 XML 文件，其中包含构成所有汽车的属性。但是假设为了争论，我们必须静态地这样做：每次我们发现新车时，我们都必须重新构建我们的整个程序。如果我们的程序很大，这将非常不方便。在某种程度上，我们调用了相同的函数——但在某种程度上我们不是——因为对象的类型不同。为什么要重新编译？

虚拟函数来救援！当汽车制造商发布新车时，他们会同时发布一个声明新类型的头文件（继承自具有虚函数的公共基类）和一个库（定义特定方法的目标文件）。因此，我们无需重新编译我们的应用程序，而是重新链接到这个新库。因此，旧代码（我们的应用程序）能够调用新代码（汽车附带的新库）。

【讨论】：

【解决方案5】：

假设你有这个代码：

Animal * a = new Pig();

指针a 的静态类型为Animal，动态类型为Pig。

现在假设我们正在调用

a->MakeASound();

如果MakeASound 是虚拟的，则调用动态类型(Pig) 的MakeASound 方法。

如果不是，则调用静态类型（Animal）的MakeASound，无论Pig是否覆盖MakeASound方法。

【讨论】：